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JP2000054850A - Engine supercharging system - Google Patents

Engine supercharging system

Info

Publication number
JP2000054850A
JP2000054850A JP10221314A JP22131498A JP2000054850A JP 2000054850 A JP2000054850 A JP 2000054850A JP 10221314 A JP10221314 A JP 10221314A JP 22131498 A JP22131498 A JP 22131498A JP 2000054850 A JP2000054850 A JP 2000054850A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
supercharger
impeller
turbocharger
turbine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10221314A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobukatsu Arai
信勝 荒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP10221314A priority Critical patent/JP2000054850A/en
Publication of JP2000054850A publication Critical patent/JP2000054850A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Supercharger (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】ターボ過給エンジンの低速トルクと加速レスポ
ンス向上を図る。 【解決手段】低比速度で高い圧力係数が得られる、即ち
小風量,高風圧の特徴がある渦流送風機に用いられる羽
根車と基本的には同様の形態の羽根車をタービン及びブ
ロワに用いて第二の過給機を構成し、これを第一の過給
機であるターボチャージャーの補助過給機として用い
る。
(57) [Abstract] [Problem] To improve low-speed torque and acceleration response of a turbocharged engine. SOLUTION: An impeller of a form basically similar to an impeller used for a vortex blower having a characteristic of a small air volume and a high wind pressure that can obtain a high pressure coefficient at a low specific speed is used for a turbine and a blower. A second supercharger is configured and used as an auxiliary supercharger of a turbocharger which is the first supercharger.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はターボチャージャー
を用いてエンジンの排気エネルギーを回収して吸気を昇
圧してエンジンに供給,エンジンの比出力を増大させる
過給システムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a supercharging system for recovering exhaust energy of an engine by using a turbocharger, boosting intake air, supplying the boosted intake air to the engine, and increasing the specific output of the engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車用エンジンの過給機としては、排
気タービンと遠心形圧縮機からなるターボチャージャー
やスーパーチャージャーと呼ばれるルーツ形,リショル
ム式(スクリュー形),スクロール形(スパイラル形)
等の容積型圧縮機が良く知られている。また、排気の圧
力波を利用して吸気を圧縮する方式の圧力波式過給機と
かコンプレックス装置と呼ばれる過給機も知られてい
る。
2. Description of the Related Art As a supercharger for an automobile engine, a turbocharger comprising an exhaust turbine and a centrifugal compressor, a roots type called a supercharger, a resholm type (screw type), a scroll type (spiral type)
Are well known. There is also known a pressure wave type supercharger of a type in which intake air is compressed using a pressure wave of exhaust gas or a supercharger called a complex device.

【0003】ターボチャージャーは、排気ガス圧力でタ
ービンを回転させ、同軸にマウントされた遠心式羽根車
を回転させて吸気を圧縮するもので、排気ガスが持つエ
ネルギーの回収が可能だが、排気ガス流量の少ないエン
ジンの低回転域では十分な過給は得られない。ターボ過
給エンジンの問題は低速トルクの欠如と加速レスポンス
の悪さである。
[0003] The turbocharger rotates the turbine at the exhaust gas pressure and rotates the coaxially mounted centrifugal impeller to compress the intake air. The turbocharger can recover the energy of the exhaust gas. Sufficient supercharging cannot be obtained in the low engine speed range of the engine with less power. The problem with turbocharged engines is the lack of low speed torque and poor acceleration response.

【0004】一方、容積型圧縮機を用いるスーパーチャ
ージャーや圧力波式過給機は低回転域でも十分な過給が
可能だが、エンジンにベルト掛け等で駆動されるため、
エンジン動力の一部を消費し、中高速回転での比出力向
上には向かない。そのため最近、例えば、日本ガスター
ビン学会誌Vol.24,No.96(Mar.1997 ターボ
チャージャー特集)p19から20,p26からp28
等で紹介されている可変ノズルターボチャージャーが開
発されている。
On the other hand, a supercharger or a pressure wave type supercharger using a positive displacement compressor can provide a sufficient supercharge even in a low rotation range, but is driven by a belt or the like on an engine.
It consumes a part of the engine power and is not suitable for improving the specific output at medium and high speed rotation. Therefore, recently, for example, Journal of the Gas Turbine Society of Japan Vol. 24, No. 96 (Mar. 1997 Turbocharger Special Edition), p19 to p20, p26 to p28
The variable nozzle turbocharger introduced in the above has been developed.

【0005】これはタービンの排気ガス流入側に設けら
れる翼列ノズルの角度を可変にしたターボチャージャー
で、VTあるいはVGターボと呼ばれている。ノズルの
角度を可変にして、低流量でのタービンの特性を改善し
たもので、確かに従来のターボチャージャーよりエンジ
ントルクが回転数の全域で向上している(p20の図1
4)。しかし、低回転域でのトルクの急低下は解消され
てはいない。
[0005] This is a turbocharger in which the angle of a cascade nozzle provided on the exhaust gas inflow side of a turbine is variable, and is called a VT or VG turbo. This is an improvement in the characteristics of the turbine at low flow rates by changing the angle of the nozzle, and it is true that the engine torque is improved over the whole range of the rotation speed compared with the conventional turbocharger (FIG. 1 on p20).
4). However, the sudden decrease in torque in the low rotation range has not been eliminated.

【0006】また、同誌p24等で紹介されている様な
ターボチャージャーとスーパーチャージャーを併用した
「機械式過給ターボコンパウンドシステム(p24の図
13)」とか「ハイブリッド過給システム」と呼ばれる
ものも開発されている。これにより、広い回転数範囲で
フラットな出力特性を有するエンジンを実現している
が、低回転域でエンジン動力を消費することには変わり
はない。
[0006] In addition, a turbocharger and a supercharger, both of which are introduced in the same magazine, p24, etc., have also been developed, which are called "mechanical supercharged turbo compound system (Fig. 13 of p24)" or "hybrid supercharged system". Have been. As a result, an engine having a flat output characteristic over a wide rotational speed range is realized, but there is no change in consuming engine power in a low rotational speed range.

【0007】また、特許第2723681号(特開平4−25552
6)公報には副流タービンを用いるターボチャージャー
と軸流タービンを用いるターボチャージャーを併用し
て、広い回転数範囲でフラットな出力特性を有するエン
ジンを実現しているが、このシステムは低回転域でもタ
ーボチャージャーがある程度機能するような相当大容量
のエンジンへの適用に限って有効となり、小形エンジン
にも適用可能な一般的な過給システムではないという欠
点がある。
[0007] Japanese Patent No. 2736861 (Japanese Patent Laid-Open No. 4-25552)
6) In the official gazette, a turbocharger using a substream turbine and a turbocharger using an axial turbine are used together to realize an engine with flat output characteristics over a wide rotation speed range. However, it is effective only when applied to a considerably large-capacity engine in which a turbocharger functions to a certain extent, and is not a general supercharging system applicable to a small engine.

【0008】次に本発明に用いられる渦流過給機につい
て述べる。渦流過給機は例えば「機械工学便覧」応用編
・流体機械(日本機会学会編・1986・凸版印刷
[株])のp153−154、あるいは日本機会学会論
文集40巻336号(昭49−8)p2197−2208
等に紹介された渦流送風機(vortex blower,regenerati
veblower)の名称で呼ばれる流体機械に用いられる羽根
車と基本的には同様の形態の羽根車をタービン及びブロ
ワに用いる過給機である。
Next, the vortex supercharger used in the present invention will be described. The eddy-current supercharger is described in, for example, “Mechanical Engineering Handbook” applied edition, Fluid Machinery (edited by the Japan Opportunity Society, 1986, Toppan Printing Co., Ltd.), p. ) p2197-2208
Vortex blower, regenerati
This is a supercharger that basically uses the same type of impeller for a turbine and a blower as an impeller used for a fluid machine called a veblower.

【0009】即ち、円板状の基体の外周部に、基本的に
は放射状に形成された複数の羽根を備えた羽根車で、円
板外周の片面だけに羽根が設けられたものと両面に設け
られたものがある。送風機では羽根車の羽根の周囲にリ
ング状の流体通路を形成するケーシング内に収納され、
流体通路には流体の入口と出口を分離する1個の隔壁が
羽根車の回転を阻害しない形状に設けられている。
That is, an impeller provided with a plurality of blades which are basically formed radially on the outer periphery of a disk-shaped substrate, wherein the blade is provided on only one surface of the outer periphery of the disk and on both surfaces Some are provided. The blower is housed in a casing that forms a ring-shaped fluid passage around the impeller blades,
One partition separating the inlet and the outlet of the fluid is provided in the fluid passage in a shape that does not hinder the rotation of the impeller.

【0010】羽根車はモータやエンジンにより回転させ
られ、隔壁の一方の側に設けられた流体入口より流体を
吸引,複数の羽根により数回の遠心圧縮作用を与えて昇
圧し、隔壁の他方の側に設けられた流体出口より吐出す
る。低比速度で高い圧力係数が得られる即ち小風量,高
風圧の特徴があり、従ってエンジン回転数の低い流量の
少ない状態でも良好な過給が可能となる。
The impeller is rotated by a motor or an engine, sucks a fluid from a fluid inlet provided on one side of the partition wall, applies centrifugal compression several times by a plurality of blades, and raises the pressure. It is discharged from a fluid outlet provided on the side. A high pressure coefficient can be obtained at a low specific speed, that is, a characteristic of a small air volume and a high air pressure. Therefore, good supercharging can be performed even at a low engine speed and a small flow rate.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ター
ボ過給エンジンの出力特性を広い回転数範囲でフラット
なものとし、低速トルクと加速レスポンスの向上を図
り、かつエンジンの比出力、即ち経済性向上を達成する
過給システムを提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to make the output characteristics of a turbocharged engine flat over a wide range of rotational speeds, improve low-speed torque and acceleration response, and increase the specific output of the engine, that is, the specific output of the engine. To provide a supercharging system that achieves economic improvement.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題は、低比速度で
高い圧力係数が得られる、即ち小風量,高風圧の特徴が
ある渦流送風機に用いられる羽根車と基本的には、同様
の形態の羽根車をタービン及びブロワに用いて第二の過
給機を構成し、これを第一の過給機であるターボチャー
ジャーの補助過給機として用いることにより達成され
る。
An object of the present invention is to provide a high pressure coefficient at a low specific velocity, that is, a form basically similar to that of an impeller used in a vortex blower having characteristics of small air volume and high wind pressure. This is achieved by forming a second supercharger using the impeller of (1) for a turbine and a blower, and using this as an auxiliary supercharger of a turbocharger which is a first supercharger.

【0013】また、渦流形流体機械形式の羽根車を用い
た第二の過給機で加圧された空気を、主吸気通路の下流
に向かって配置されたエジェクタノズルを介して放出さ
せるよう構成することで、広い回転数範囲で過給がより
効果的に達成される。
[0013] Further, the air pressurized by the second supercharger using the vortex type fluid machine type impeller is discharged through an ejector nozzle disposed downstream of the main intake passage. By doing so, supercharging is more effectively achieved over a wide range of rotation speeds.

【0014】また、渦流形流体機械形式の羽根車を用い
た第二の過給機を吸排気系とも第一の過給機であるター
ボチャージャーと直列になるよう設けることにより、過
給がより効果的に達成される。
Further, by providing a second supercharger using an impeller of the vortex type fluid machine type in such a manner that both the intake and exhaust systems are arranged in series with the turbocharger as the first supercharger, supercharging is further improved. Achieved effectively.

【0015】また、一個のケーシング内に二個の隔壁を
設けて二個の流体通路を形成して、一枚の渦流形流体機
械形式の羽根車をタービンとブロワの両方に用いて第二
の過給機を構成することでよりコンパクトにシステムが
実現する。
Further, two partition walls are provided in one casing to form two fluid passages, and a single vortex-flow type fluid machine type impeller is used for both the turbine and the blower to form a second fluid passage. By configuring the supercharger, a more compact system can be realized.

【0016】また、エンジンの中高回転,中高負荷の運
転状態において、吸排気系に設けられた流量調整弁を各
々中間の角度に制御し、吸排気とも第二の過給機である
渦流チャージャーにバイパスすることにより、広い回転
数範囲で過給がより効果的に達成される。
Further, when the engine is operated at medium to high speeds and medium to high loads, the flow control valves provided in the intake and exhaust systems are each controlled at an intermediate angle, and both the intake and exhaust are controlled by the vortex charger which is the second supercharger. By bypassing, supercharging is more effectively achieved over a wide speed range.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施例を図1〜図
4を用いて説明する。図1は第一の実施例を示すエンジ
ン吸排気系のシステム構成図である。尚本図に示す気体
の流れ(矢印),弁(バルブ)9,10の状態は、このシ
ステムにおいてエンジンが低回転で高負荷の運転状態に
ある場合を示している。図2は図1に示した渦流チャー
ジャー7の縦断面図、図3は図2に示した構成のX−X
断面矢視図、図4は図2に示した構成のXI−XI断面矢視
図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a system configuration diagram of an engine intake / exhaust system showing a first embodiment. Note that the gas flow (arrow) and the states of the valves (valves) 9 and 10 shown in this figure show a case where the engine is operating at a low speed and a high load in this system. 2 is a longitudinal sectional view of the vortex charger 7 shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an XX of the configuration shown in FIG.
FIG. 4 is a sectional view taken along a line XI-XI of the configuration shown in FIG. 2.

【0018】エンジン1の排気ガスは排気マニホールド
2から排気管12を通り、従来形ターボチャージャー5
のタービン5bに導かれ、タービン5bを回転させ、軸
5cを介して遠心羽根圧縮機5aを回転させる。しか
し、この状態では、エンジンが低回転であるため排気流
量が少なく、タービン5bの回転数も低いためターボチ
ャージャとしての昇圧機能は不十分である。
The exhaust gas of the engine 1 passes through the exhaust pipe 12 from the exhaust manifold 2 and passes through the conventional turbocharger 5.
To rotate the turbine 5b, and rotate the centrifugal blade compressor 5a via the shaft 5c. However, in this state, the exhaust speed is low due to the low rotation of the engine, and the rotation speed of the turbine 5b is low, so that the boosting function as the turbocharger is insufficient.

【0019】そこで、タービン5bから排出された排気
ガスを配管16を介して、渦流チャージャー7の入口7
iへ導きこれを動作させる。尚この時、バルブ9は全閉
とされている。渦流タービン羽根車7bの外周部には図
2に示すケーシング7e,7fと図4に示す隔壁7qに
より、排気流路7n,7oが形成されており、ここを排
気ガスが旋回流となって流れ、渦流タービン羽根車7b
を回転させる。尚、二つの流路は入口部分と出口部分で
は連通されている。
Therefore, the exhaust gas discharged from the turbine 5b is supplied to the inlet 7 of the vortex charger 7 through a pipe 16.
Lead to i and make this work. At this time, the valve 9 is fully closed. Exhaust passages 7n and 7o are formed around the outer periphery of the vortex turbine impeller 7b by casings 7e and 7f shown in FIG. 2 and a partition wall 7q shown in FIG. , Vortex turbine impeller 7b
To rotate. The two flow paths are communicated with each other at an inlet portion and an outlet portion.

【0020】渦流タービン羽根車7bを回転させた排気
ガスは出口7jから配管18へ流出した後、触媒19,
マフラー20を通り大気に放出される。一方、吸気は吸
気ダクト11よりエアクリーナ4を介して吸気管13に
取り込まれ、ターボチャージャー5の遠心羽根圧縮機5
aに流入する。
The exhaust gas that has caused the vortex turbine impeller 7b to rotate flows out of the outlet 7j to the pipe 18, and then the catalyst 19,
It is released to the atmosphere through the muffler 20. On the other hand, the intake air is taken into the intake pipe 13 from the intake duct 11 via the air cleaner 4 and is supplied to the centrifugal blade compressor 5 of the turbocharger 5.
flows into a.

【0021】しかし、すでに述べた様に吐出吸気の昇圧
は不十分であるため、配管14に設けられたバルブ10
を閉じて、その上流に設けられたバイパス配管15を介
して渦流チャージャー7のブロワ入口7gに吸気を導
き、渦流ブロワ羽根車7aにより更なる昇圧を与えるよ
うシステムは構成されている。
However, as described above, the pressure of the discharge air is insufficiently increased.
The system is configured such that the intake air is guided to the blower inlet 7g of the vortex charger 7 through the bypass pipe 15 provided upstream thereof, and further increased in pressure is provided by the vortex blower impeller 7a.

【0022】渦流ブロワ羽根車7aの外周部には図2に
示すケーシング7c,7dと図3に示す隔壁7pにより
吸気流路7l,7mが形成されており,吸気はブロワ入
口7gからブロワ出口7hに至るまでに羽根車7aによ
り、数度の遠心力を受け昇圧される。
At the outer periphery of the vortex blower impeller 7a, intake passages 71 and 7m are formed by casings 7c and 7d shown in FIG. 2 and a partition wall 7p shown in FIG. 3, and the intake air is supplied from a blower inlet 7g to a blower outlet 7h. , The centrifugal force of several degrees is applied by the impeller 7a to increase the pressure.

【0023】この時、空気の流れは羽根車7aの羽根と
羽根の間の溝部分と楕円形断面の通路7l,7mの間で
旋回する流れ(渦流)となる故、渦流ブロワと呼ばれ
る。昇圧されかつ加熱されてしまった吸気は、ブロワ出
口7hより配管17とそれに接続されたエジェクタノズ
ル30を介して、主吸気通路21に放出され、クーラー
6で冷却された後、吸気マニホールド3よりエンジン1
へ供給される。
At this time, the air flow is a swirling flow (vortex flow) between the grooves between the blades of the impeller 7a and the passages 71 and 7m having an elliptical cross section, and is therefore called a vortex blower. The intake air that has been pressurized and heated is discharged from the blower outlet 7h to the main intake passage 21 through the pipe 17 and the ejector nozzle 30 connected to the pipe 17 and is cooled by the cooler 6, and then is discharged from the intake manifold 3 to the engine. 1
Supplied to

【0024】本発明の第二の実施例を図5,図6を用い
て説明する。図5はエンジン吸排気系のシステム構成図
で、図6は本実施例における渦流チャージャー8の構成
を示す断面図である。図5の気体の流れ、バルブ9,1
0の状態は、図1と同様、エンジンが低回転で高負荷の
運転状態である。第一の実施例との相違は渦流チャージ
ャー8の構造だけである。第一の実施例の渦流チャージ
ャー7はタービンとブロワの羽根車を各々独立した二枚
の羽根車で構成したものだが、本実施例の渦流チャージ
ャー8は一枚の羽根車8aをタービンとブロワの両方に
用いる構成である。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a system configuration diagram of the engine intake / exhaust system, and FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the vortex charger 8 in the present embodiment. The gas flow of FIG.
The state of 0 is an operation state in which the engine is running at a low speed and a high load as in FIG. The only difference from the first embodiment is the structure of the swirl charger 8. Although the vortex charger 7 of the first embodiment has a turbine and a blower impeller constituted by two independent impellers, the vortex charger 8 of the present embodiment uses one impeller 8a of the turbine and the blower. It is a configuration used for both.

【0025】即ち、一つのケーシング8cの内部に第一
の隔壁8pと第二の隔壁8qを設け、約半周を排気ガス
通路8nとし約半周を吸気通路8lとして構成してい
る。従って、羽根車8aの回転方向で言えば、第一の隔
壁8pの手前側にタービン出口8jがあり反対側にブロ
ワ入口8gが、第二の隔壁8qの手前側にブロワ出口8
hがあり反対側にタービン入口8iが設けられている。
That is, the first partition wall 8p and the second partition wall 8q are provided inside one casing 8c, and about a half circumference is configured as an exhaust gas passage 8n and about a half circumference is configured as an intake passage 8l. Accordingly, in terms of the rotation direction of the impeller 8a, there is a turbine outlet 8j on the near side of the first partition wall 8p, a blower inlet 8g on the opposite side, and a blower outlet 8 on the near side of the second partition wall 8q.
h, and a turbine inlet 8i is provided on the opposite side.

【0026】第一の隔壁8pと第二の隔壁8qをはさん
で高圧の排気圧と低圧の吸気圧が接することになり、隔
壁8pと8qの作り方によっては、圧力波の利用による
更なる昇圧作用も見込まれる。
The high exhaust pressure and the low intake pressure come into contact with each other across the first partition 8p and the second partition 8q. Depending on the method of forming the partitions 8p and 8q, the pressure is further increased by using a pressure wave. Action is also expected.

【0027】図7は図5で示したシステムにおいて、特
に過給を必要としない低回転,低負荷のエンジン状態を
示すもので、バルブ9,10は全開されている。この時
は渦流チャージャー8はほとんど動作しない。
FIG. 7 shows a low-rotation, low-load engine state which does not require supercharging in the system shown in FIG. 5, in which valves 9 and 10 are fully opened. At this time, the swirl charger 8 hardly operates.

【0028】図8は図5で示したシステムにおいて、特
に過給を必要とする中高回転,中高負荷のエンジン状態
を示すもので、バルブ9,10の開度は中間に設定さ
れ、まずはターボチャージャー5が有効に作動する条件
を与える。この時、ターボチャージャー5より排出され
る排気ガスはまだ残余のエネルギーを有しており、バル
ブの開度を適度に設定することで、渦流チャージャー8
に排気の一部がバイパスされてこれが動作する。
FIG. 8 shows the state of the system shown in FIG. 5 at a medium-high rotation speed and a medium-high load which particularly require supercharging. The opening of the valves 9 and 10 is set at an intermediate position. 5 gives the condition to work effectively. At this time, the exhaust gas discharged from the turbocharger 5 still has residual energy, and the vortex charger 8 can be set by setting the opening degree of the valve appropriately.
This operates because a part of the exhaust gas is bypassed.

【0029】この時、渦流チャージャー8からエジェク
タノズル30を介して、主吸気通路21に放出される吸
気は吸気全体に誘引作用を与え、渦流チャージャー8を
動作させない場合に比べて絶対流量を増大させることが
できる。図7,図8に示した状態設定は、図1に示した
第一の実施例の場合でも同様である。
At this time, the intake air discharged from the swirl charger 8 to the main intake passage 21 through the ejector nozzle 30 gives an attractive effect to the whole intake air, thereby increasing the absolute flow rate as compared with the case where the swirl charger 8 is not operated. be able to. The state setting shown in FIGS. 7 and 8 is the same in the case of the first embodiment shown in FIG.

【0030】図9は本発明の第一の実施例の過給システ
ム付きエンジンと従来形ターボチャージャー付きエンジ
ンの回転数と出力トルクの関係を比較した図である。本
発明のシステムを適用することで、回転数の全域で出力
トルクが向上しているのが分かる。特に1000から1
500rpm の範囲で出力トルクが約20%向上してお
り、これは可変ノズルターボでも約10%であり(日本
ガスタービン学会誌Vol.24 No.96(Mar.1997
ターボチャージャー特集)p20の図14)、この領
域では本発明のシステムの方が可変ノズルターボに比べ
ても優れている。
FIG. 9 is a diagram comparing the relationship between the rotational speed and the output torque of the engine with the supercharging system and the engine with the conventional turbocharger according to the first embodiment of the present invention. It can be seen that by applying the system of the present invention, the output torque is improved over the entire rotation speed range. Especially 1000 to 1
In the range of 500 rpm, the output torque is improved by about 20%, which is about 10% even with the variable nozzle turbo (Japanese Gas Turbine Society Vol. 24 No. 96 (Mar. 1997)).
In this region, the system of the present invention is superior to the variable nozzle turbo in FIG. 14).

【0031】尚、配管がやや複雑になりコンパクトな過
給システムという点では不利なので、具体的な構成図は
示さないが、本発明の渦流過給機を従来のターボチャー
ジャーと並列に用いるシステムとして構成することも考
えられる。
Since the piping is somewhat complicated and disadvantageous in terms of a compact supercharging system, a specific configuration is not shown. However, as a system using the vortex supercharger of the present invention in parallel with a conventional turbocharger. It is also conceivable to configure.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明によれば、従来のターボ過給エン
ジンの出力特性を広い回転数範囲でフラットなものに改
善でき、特に低速トルクと加速レスポンスの向上が図ら
れ、かつエンジンの比出力,経済性向上を達成できる。
According to the present invention, the output characteristics of a conventional turbocharged engine can be improved to be flat over a wide range of rotation speeds, and particularly, low speed torque and acceleration response can be improved, and the specific output of the engine can be improved. , It is possible to achieve improved economic efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第一の実施例を示すエンジン吸排気系
のシステム構成図。
FIG. 1 is a system configuration diagram of an engine intake / exhaust system showing a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した渦流チャージャー7の縦断面図。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the vortex charger 7 shown in FIG.

【図3】図2に示した構成のX−X断面矢視図。FIG. 3 is a sectional view taken along the line XX of the configuration shown in FIG. 2;

【図4】図2に示した構成のXI−XI断面矢視図。FIG. 4 is a sectional view taken along the line XI-XI of the configuration shown in FIG. 2;

【図5】本発明の第二の実施例を示すエンジン吸排気系
のシステム構成図。
FIG. 5 is a system configuration diagram of an engine intake / exhaust system showing a second embodiment of the present invention.

【図6】第二の実施例の渦流チャージャー8の構成を示
す断面図。
FIG. 6 is a sectional view showing a configuration of a swirl charger 8 of a second embodiment.

【図7】第二の実施例の低回転,低負荷の状態を示す
図。
FIG. 7 is a diagram showing a state of low rotation and low load according to the second embodiment.

【図8】第二の実施例の中高回転,中高負荷の状態を示
す図。
FIG. 8 is a diagram showing a state of middle-high rotation and middle-high load according to the second embodiment.

【図9】本発明の第一の実施例と従来ターボチャージャ
ー付きエンジンとの出力特性比較図。
FIG. 9 is a comparison diagram of output characteristics between the first embodiment of the present invention and an engine with a conventional turbocharger.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…エンジン、5…ターボチャージャー、7,8…渦流
チャージャー、7a…渦流ブロワ羽根車、7b…渦流タ
ービン羽根車、7p,7q…隔壁、8a…渦流タービン
ブロワ羽根車、8p…第一の隔壁、8q…第二の隔壁、
9,10…バルブ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 5 ... Turbocharger, 7, 8 ... Eddy-current charger, 7a ... Eddy-current blower impeller, 7b ... Eddy-current turbine impeller, 7p, 7q ... Partition, 8a ... Eddy-current turbine blower impeller, 8p ... First partition , 8q ... second partition,
9,10 ... Valve.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】遠心形羽根車を用いるターボチャージャー
を第一の過給機として、第二の過給機を備えて補助過給
を行わせるエンジンの過給システムにおいて、第二の過
給機が渦流形流体機械形式の羽根車を用いた過給機であ
ることを特徴とするエンジンの過給システム。
1. A supercharger system for an engine in which a turbocharger using a centrifugal impeller is used as a first supercharger and a second supercharger is provided to perform auxiliary supercharging. Is a supercharger using a swirl type fluid machine type impeller.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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